El pez que llevamos dentro…

Ya sé que es 2013, pero no me resisto a comentar un artículo publicado en la revista Developmental Cell en diciembre pasado, en primer lugar porque el tema es de los que me apasionan, pero además porque se trata de una investigación made in Spain… En pocas palabras, científicos andaluces han demostrado que alterando el funcionamiento de un gen en embriones de pez, lo que iban a ser aletas se convierten en algo más parecido a brazos.

El tema habría que explicarlo con detalle, pero aquí no es posible. Baste decir que los animales que tenemos cuatro extremidades (dos brazos y dos piernas) procedemos, evolutivamente, de un tipo de peces con aletas carnosas y cartílagos, aletas que probablemente eran una modificación de las típicas aletas radiadas de los peces. No es fácil explicar cómo tuvieron lugar estos cambios, pero todo parece indicar que los genes implicados en el desarrollo embrionario de las extremidades fueron muy importantes.

Esto es precisamente lo que sugiere la investigación de los científicos españoles, que han modificado la intensidad con la que funciona un gen, llamado Hoxd13, en embriones de pez cebra. Al aumentar este gen en el esbozo de las aletas, los investigadores comprobaron que, en vez de continuar el desarrollo embrionario normal como una aleta de pez, se forman estructuras más parecidas a las extremidades de los animales terrestres. Y lo que es más: al insertar en el pez un fragmento del genoma de ratón que se encarga de aumentar la expresión de Hoxd13, vieron que funciona de manera análoga al roedor. Esto confirma que el ancestro común a los peces y a los animales con cuatro extremidades ya poseía la maquinaria molecular necesaria para regular la actividad de este gen, y demuestra el importante papel que tuvieron durante la evolución los genes que regulan el desarrollo embrionario.

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Premio Nobel de Medicina 2012: cómo retrasar el reloj celular

A principios de 2007, la entonces recién nacida A Ciencia Cierta publicaba este post, seguido poco después de éste y de éste otro. No suele suceder que uno tenga la oportunidad de seguir la historia de un premio Nobel desde su nacimiento hasta su concesión, por lo que me considero realmente privilegiado de haber podido contarla en tiempo real. A continuación os la resumo.

En 1962, John Gurdon, con tan solo 29 años, hizo un experimento científico extraordinario: extrajo el núcleo de una célula del intestino de rana y lo introdujo en un óvulo al que previamente había vaciado de su material genético. Esto dio lugar a un renacuajo que era un clon de la rana a la que pertenecían las células intestinales, demostrando por primera vez que el genoma de células maduras puede reprogramarse y dirigir el desarrollo embrionario hasta producir individuos adultos perfectamente normales.

Durante décadas se intentó hacer algo similar en otros animales. Todos recordarán, por ejemplo, la famosa oveja Dolly, primer mamífero clonado en 1996 usando un procedimiento similar. Pero no se sabía a ciencia cierta de qué modo tiene lugar esa reprogramación, o por qué es tan difícil de conseguir. A finales de 2006, el investigador japonés Shinya Yamanaka asombró al mundo respondiendo estas incógnitas, aunque en realidad fue mucho más allá: reprogramó en el laboratorio células totalmente especializadas, como son las células de la piel de la cola de un ratón. Y lo consiguió de un modo admirablemente sencillo, activando únicamente cuatro genes. Con esa maniobra, las células especializadas se reprogramaban hasta convertirse en células prácticamente idénticas a las encontramos en las fases más iniciales de un embrión.

La reprogramación celular es una de esas cosas que, en teoría, no deberían suceder. Los libros de texto explican que las células embrionarias, a medida que aumentan en número para hacer posible el rápido crecimiento del embrión, se van “diferenciando” (especializando) hasta alcanzar su madurez como células del hígado, del cerebro, del corazón, etcétera. Siempre se había pensado que este proceso es irreversible, que no hay vuelta atrás, pero los experimentos de Gurdon vinieron a demostrar que se puede retrasar el reloj celular. Yamanaka, 45 años después, ayudó a explicarlo y abrió además la posibilidad de aplicar este conocimiento a la curación de enfermedades humanas. La concesión del premio Nobel de Medicina de 2012 a estos dos investigadores es un magnífico colofón a esta apasionante historia de descubrimientos científicos; el hecho de solo hayan transcurrido seis años desde los hallazgos del investigador japonés indica la importancia de estos avances.

En conjunto, los descubrimientos de Gurdon y Yamanaka ponen de manifiesto el fascinante mundo de la biología del desarrollo embrionario, que con los progresos de la genética y de la biología celular y molecular permite plantearse retos que hace años eran impensables. La aplicación de estos avances a la medicina podría conducir a nuevos tratamientos para enfermedades que hoy son incurables. No sabemos cuándo, pero llegará el día en que pacientes con diabetes, con enfermedad de Parkinson o con muchos otros procesos degenerativos serán curados mediante procedimientos que, en buena medida, se deben a los descubrimientos de Gurdon y Yamanaka. Por eso hoy celebramos que el comité Nobel les haya reconocido su trabajo.

La abeja reina ya no tiene secretos

¿A quién no le han aconsejado alguna vez que tome jalea real como remedio para todos sus males? Si este alimento es capaz de hacer que una larva se convierta en abeja reina, que vive 20 veces más que sus compañeras obreras, ¿por qué no ha de ser efectivo en humanos? El asunto lleva coleando casi 100 años, entre los defensores de la jalea real y los que dicen que todo es un timo. Pues bien, según un artículo publicado esta semana en la revista Nature, el debate se ha terminado.

La jalea real es una mezcla de agua, minerales, azúcares, proteínas y grasas. De entre todos estos compuestos, el investigador japonés Masaki Kamakura ha logrado identificar la molécula responsable de provocar el desarrollo de una abeja reina, que resultó ser una proteína llamada royalactina (royalactin en inglés, o sea, algo así como leche real).  Tras identificarla y purificarla, el científico comprobó que las larvas alimentadas con royalactina comienzan a desarrollarse como reinas, lo cual demuestra que la proteína es el principal desencadenante del proceso.

Pero lo más fascinante de todo esto es el modo en que Kamakura averiguó cómo actúa la royalactina: probándola en moscas. A pesar de los 300 millones de años que separan evolutivamente ambas especies, resulta que las famosas moscas del vinagre (que no usan la jalea real, ni mucho menos tienen reinas) respondieron de una forma similar cuando eran alimentadas con esta proteína. Y como de esta mosca se sabe casi todo, el científico pudo identificar los procesos moleculares implicados. Un buen ejemplo de pertinacia, imaginación y creatividad…